一种基于虚拟仪器技术的轮辋跳动量非接触式在线检测

提出了一种基于虚拟仪器技术的轮辋跳动量非接触式在线检测方法。该检测系统利用涡流式位移传感器测量轮辋的跳动量,并由Lab VIEW编程完成检测数据的分析与处理,能够实时显示检测曲线、超差值及超差位置等,并可对不合格产品进行标记、报警和剔除。此外,该检测系统可以存储和统计检测数据,便于发现和分析产品质量及生产设备等问题,具有一定的推广应用价值。     

基于视觉的环形密封件在线检测

为了对生产线上的密封件进行尺寸检测,从而剔除不合格的产品,提出了一种基于机器视觉的自动在线检测系统。检测对象为环形圈和薄型垫片。当密封件在传送带上运动到相机正下方时,采用多传感器多工位的检测方案,反馈给相机自动采集信号,相机采集到图像后通过模板匹配截取兴趣区域、阈值分割、轮廓提取、最小二乘法拟合等图像处理技术,实现了对密封件的尺寸测量。不合格的产品通过气动装置分拣剔除。实验结果表明,环形圈的检测精度为0.1 mm,薄型垫片的检测精度为0.5 mm,检测时间小于0.75 s。该视觉检测系统达到了在线对密封件进行尺寸检测的要求。     

采用高精度自动定心机构的大尺寸内径测量

圆心定位精度是非接触式大尺寸内径自动测量系统的重要参数,高精度圆心定位是提高系统测量精度的关键。研制了具有高精度自动定心机构的大尺寸内径测量系统,利用双椎体主轴同步定心方法实现测量系统在被测轴孔内高精度自动定心,并通过调节定心支撑臂长度提高圆心定位精度。利用最小平方中值法剔除粗大误差,再利用最小二乘法拟合测量结果,提高了内径拟合精度。使用设计的大尺寸内径测量系统样机对内径直径582 mm的标准环规进行测量,并在大型工件加工现场进行了验证。实验结果表明,本系统的圆心定位精度可达0.012 8 mm,内径和圆度的测量精度可达0.001 mm,标准环规测量重复性稳定在0.006 mm以内,现场测量重复性稳定在0.007 mm以内,能够正确反映大尺寸轴孔的内径和圆度参数,满足测量要求。     

轨道式暂存系统在成品烟箱缓存区的应用与研究

针对打叶复烤企业成品打包后成品抽检过程中存在的抽检耗时长、烟箱破损率高、数据管理效率低等问题,运用堆栈系统设计方法,采用自动跟踪数据搜集传输的逐级传递原理及成品烟箱信息化处理手段,设计一套轨道式暂存系统,以满足成品片烟水分抽检的检测暂存需要。该系统能够自动识别待检前不合格烟箱、零号烟箱、待检后不合格烟箱等情况,实现预压打包生产线成品入库的自动化生产控制。     

一种机器视觉的瓶罐缺陷检测系统设计

针对目前瓶罐缺陷检测依赖人工检测的低效率、低质量和不稳定性等问题,设计了一种基于机器视觉、多传感器融合的瓶罐缺陷检测系统。通过多传感器融合,相机对不合格瓶罐缺陷产品进行图像采集,采用VS2010配合Open CV库对图像进行一系列数学形态学的分析处理,并将结果反馈在控制端,经过剔除装置剔除不合格产品到收集箱。该系统成功地与人工进行检测试验对比,且能有效地对瓶罐产品进行高效率、高合格率的检测,达到了瓶罐产品封装检测生产线自动化的要求,具有一定的应用价值。     

基于传感器联合测量的车载POS精度检测系统设计

POS系统是移动测量系统的重要组成部分,其位置姿态精度一直受到广泛关注。结合全站仪、激光跟踪仪、GNSS授时装置等传感器,设计了动态精度检测系统,开展了POS系统动态精度检测方法研究。主要采用单次测量时间统计、平滑曲线拟合等方法探测检测系统的测量误差,并在误差剔除的基础上,结合ICP算法,利用跟踪仪高精度测量数据,对全站仪数据进行修正,提高检测系统整体测量精度。最后,在某实验区,进行车载POS系统动态跟踪实验,分别采用整体轨迹对比和实时点位对比方法进行POS系统事后处理精度检测和实时导航精度检测。实验结果表明:采用该种检测方法,动态检测系统能检测出POS实时和事后处理的动态定位精度。     

啤酒瓶自动检测系统的设计

为检测、剔除回收啤酒瓶中的残次质量瓶,设计了一种基于机器视觉的啤酒瓶自动检测系统。该系统采用分级控制的方式,首先用8个CCD相机在线获取啤酒瓶瓶口、瓶身、瓶底及字符的图像,利用计算机对获取的图像进行处理分析,判断该啤酒瓶是否合格,并将判断结果发给PLC;然后由PLC控制的剔除器根据控制信号执行计算机的剔除指令,将不合格的啤酒瓶剔除出生产线。本系统可大大减少直接利用新啤酒瓶检测系统去检测回收啤酒瓶时的误判误检率,迭到了简单、高效地分拣啤酒瓶的目的,具有一定的工业应用前景。     

机动车辆检测自动显示系统的研究开发

介绍了我们所研究开发的两种机动车辆检测自动显示系统．该系统采用专用单片机控制，用LED矩阵活动显示检测项目、单位、以及合格／不合格的判别结果，用LED数字显示屏显示测量值．增强了机动车检测系统的显示功能与检测结果的透明度．     

机动车辆检测自动显示系统的研究开发

介绍了我们所研究开发的两种机动车辆检测自动显示系统。该系统采用专用单片机控制，用ＬＥＤ矩阵活动显示检测项目、单位、以及合格／不合格的判别结果，用ＬＥＤ数字显示屏显示测量值，增强了机动车检测系统的显示功能与检测结果的透明度。     

固体火箭发动机点火试验测试系统设计

介绍了固体火箭发动机点火试验中流场测试参数的特点,并分析了对测试系统的要求,提出了采用虚拟仪器构成方式中的P×I总线进行系统设计,实现系统的同步测试和扫描测试要求.其测量数据可信,测量精度高.同时该套虚拟仪器流场综合测试系统中的采集数据能够自动处理,自动存储,具有用户接口界面友好,操作方便扩展灵活,软件维护方便等特点.     

高陡度保形光学镜面的坐标测量

针对高陡度保形光学镜面的检测,提出了基于多段拼接的光学镜面坐标测量方法。该方法将保形光学镜面轮廓的测量分割为具有一定重叠区域的数段较短的面形轮廓的测量,通过测量系统与被测工件之间的相对旋转与平移运动调整被测工件的姿态实现分段轮廓的测量。然后使用拼接算法将各段面形轮廓拼接起来,重构出被测工件的面形误差。建立了该坐标测量法的数学模型,提出了基于最小二乘的迭代拼接算法,并在Matlab下对测量算法进行了仿真。开发了高精度的测量试验系统并分别在VC与Matlab下编写了测控软件与数据分析软件。对一口径为120mm,长径比为1.2的椭球形保形头罩进行了实测试验。仿真与测量试验表明,上述方法能够高精度地重构出面形轮廓,方法简单,实用。     

自定心深孔参数测量装置及测量方法

深孔内径尺寸测量是大型精密仪器零件加工、制造、装配以及测量过程中的一项重要技术。在研究现有深孔测量方法的基础上,设计了一种具有自定心功能的深孔参数测量装置,背向设置的双锥体自平衡结构来实现测量主轴在被测深孔内的径向定心,对称布置的激光测距传感器进行孔径参数的实时测量,数据记录装置完成测量数据的记录与处理。与现有测量系统比较,该设计优于光杠式行走测量装置,可用于中大型精密仪器轴孔内径的高精度自动化在线测量。     

基于PLC的机械手自动上下料控制系统设计

针对盘型齿轮的特点,设计了一种采用机械手的自动上下料系统,以满足机床高效率、高质量的自动化加工需要。该系统用PLC作为控制器,触摸屏显示,实现了自动从输送线上取工件放到磨齿机上,同时将加工完成的工件经甩油处理后再送回输送线的控制要求。采用高分辨率的伺服系统和精确的位置传感器保证机械手动作的快速与准确定位。该系统的应用,有效地缩短了齿轮磨床上下料时间,提高了生产效率和整机自动化水平。     

Investigation of the dynamic bending moment transmitted to the forging manipulator due to press motion

The bending moment transmitted to the forging manipulator due to press motion during metal forming process is investigated. The dynamic model of the forging manipulator system is established, including the manipulator and the workpiece by using Lagrange equation. The system is modeled as an Euler-Bernoulli beam with spring-mass at the sliding end, which experiences a transient vibration due to displacement excitation. The Winkler foundation model is used to simulate the rotational constraint of the forging dies on the workpiece because of the surface contact. The numerical results are compared with the LS-DYNA simulations, and a good prediction on the bending moment could be obtained with the comparatively simple proposed model. The results indicate that the press position where the forging dies work along the workpiece plays a crucial role for the dynamic bending moment. To further investigate the dynamic effects due to the press motion, the influence of clamp mass of the manipulator is also examined.     

NON-CONTACT MEASUREMENT OF SCULPTURED SURFACE OF ROTATION

A method for measuring the sculptured surface of rotation by using coordinate measuring machine (CMM) and rotary table is proposed. The measurement is realized during the continuous rotation of the workpiece mounted on the rotary table while the probe moves along the generatrix of the surface step by step. This method possesses lots of advantages such as simplicity of probe motion, high reliability and efficiency. Some key techniques including calibration of the effective radius of the probing system, determination of the position of axis of rotation, auto-centering of the workpiece, data processing algorithm, are discussed. Approaches for determining the coordinates on measured surface, establishing workpiece coordinate system and surface fitting are presented in detail. The method can be used with contact or non-contact probes. Some fragile ceramic and plaster parts are measured by using the system consisting of a CMM, rotary table, motorized head and non-contact laser triangulation probe. The measurin     

气动力敏机械手指测力系统动态响应性能分析

气动力敏机械手指是利用气压测微技术和气膜柔性承载技术,将触觉传感器和普通机械手结合为一体,实现对工件无损伤抓取。测力系统是气动力敏机械手指在线实时检测接触力,研究测力系统的动态性能对检测控制系统的设计具有重要意义。介绍了气动力敏机械手指的结构及工作原理,推导了测力系统的传递函数,给出气膜承载力和刚度的计算方法,并采用MATLAB软件分析了测力系统的动态性能。结论为气动力敏机械手指测力系统的设计提供了理论基础。     

基于三维激光扫描的移动大尺寸圆柱体工件长度快速检测系统

针对移动大尺寸圆柱体工件两端的表面形貌特征,利用三维激光扫描仪设计了一种快速长度在线检测系统。基于三维激光扫描仪可在短时间内连续高速获取大量测量数据的特点,系统在虚拟环境下构造出自适应测量形状的虚拟测量基准面,采用二维误差分离方法抑制系统误差和运动误差,识别定位工件两端端点并计算其到虚拟测量基准面的位移;最后结合多传感器融合模型获取三维位移场测量结果。另外,测试前用三坐标测量机精密测量过的相似形状圆柱体工件对系统进行了校准修正。为验证系统的精度和可靠性,分别对处于（1 000±25）mm内不同直径的圆柱体工件进行了长度检测。结果显示,系统可在1 s完成直径约为50 mm工件的长度测量,检测分辨力为0.010 mm,检测精度达到0.050 mm。实际运行结果表明,该设计系统具有高自动性和高效性,可满足在线生产中对大尺寸工件控制和检测的要求。     

大型旋转曲面表面涂层仿形加工方法

针对航天领域中某大型易变形薄壁工件旋转曲面表面的涂层仿形加工问题,提出一种高效的实时加工方法。将距离传感器安装于刀具前方一定角度处,加工时,传感器先检测金属曲面外形数据,以测量的离散数据点计算刀具进给轨迹进而控制刀具进给,从而实现高效率的涂层加工,解决易变形薄壁工件表面涂层的仿形加工难题。在实时加工点到达测量点的时间段内,系统完成数据采集、数据处理和刀具轨迹计算。为提高运算实时性,提出对NURBS曲线进行近似拟合的轨迹快速生成方法,以拟合误差为依据将轨迹分成NURBS曲线段和折线段,在误差大的拟合点以直线段连接。最后,通过加工实验证明该加工方法高效、实用。     

带滑移铰空间机械臂未端相对轨迹的自适应跟踪控制

讨论了载体位置、姿态均不受控制的带滑移铰空间机械臂的控制问题。结合系统动量守恒关系进行的系统运动学、动力学分析表明,可以得到一组欠驱动形式的空间机械臂系统动力学方程,它们可以表示为一组适当选择的惯性参数的线性函数,由此克服了空间机械臂系统动力学方程关于惯性参数呈非线性函数关系的难点。在此基础上,针对系统中机械臂相关参数未知的情况,设计了空间机械臂末端抓手相对运动轨迹跟踪的自适应控制方案。此控制方案具有不需要测量、反馈漂浮基的位置、移动速度及移动加速度的显著优点,适用于空间站舱内机械手控制系统设计。仿真运算证实了提出的控制方案的有效性。     

校准件在检验夹具设计中的应用

通过具体实例,论述了校准件在检验夹具设计中的作用,总结了校准件应用于相对测量的主要优点：利用校准件能使难以测量的尺寸便于测量;利用校准件可使复杂的测量简化,提高检验效率;利用适当形式的校准件可简化检具精度要求的复杂性。同时还指出了校准件设计的注意事项。